地球的历史..ppt

第5章地球的歷史,地球的年齡地質時代的劃分指相化石與標準化石最早的化石紀錄海陸變遷與古氣候變遷大滅絕,回總目錄,地球的年齡,地球年齡是利用放射性定年法，測定地球、月球上的岩石和隕石年齡推斷而得。放射性元素定年法：(1)某些元素具有放射性，會隨著時間而衰變；我們把衰變的元素稱為母元素，衰變後 產生的元素稱為子元素。(2)母元素衰變到原來數量的一半所需時間，稱做半衰期。(3)經由測定岩石中母元素與子元素含量，以 及該元素半衰期長短，可以計算出岩石的 年齡。,放射性元素定年法,見下頁,資料來源：Reed Wicander&James S.Monroe(1993)Historical Geology-Evolution of the Earth and Life Through Time,7Ed,P64,West Publishing Company,四種主要長半衰期的放射性定年法,地質時代的劃分,地質時代的劃分相對年代的推斷法則,地質時代的劃分,利用放射性元素來測定岩石年代（絕對年齡）的技術是在1920年以後逐漸發展成熟的。在此之前，地質學者已能推斷地層的相對年代，把岩石或地質事件以先後次序加以排列，並製成地質時代表。相對年代的單位由大至小分別為：元、代、紀、世；而化石則是劃分相對年代的主要工具。,地質時代表,相對年代的推斷法則,疊置定律在重力作用下，沉積物多呈水平沉積，較早的沉積物堆積在下層、年輕的在上層；若無地殼變動的影響，沉積岩層愈上方的愈年輕。截切關係定律火成岩體或地質構造不能利用上述法則，必須利用彼此的截切關係來判斷。化石群連續定律利用地層中發現的化石群，可以將不同地區的地層加以對比；學者將各地區地層排序構成標準地層柱，並據以構成地質時代表。,截切關係定律,利用化石做地層對比,指相化石與標準化石,指相化石標準化石,指相化石,某些生物對於環境條件十分敏感，其遺骸或遺跡可以用來指示當時生活環境的化石，稱作指相化石。(1)例如森林掩埋後成為煤，成為指示潮濕溫 熱環境的陸相化石；珊瑚礁則可視為熱帶 淺海環境的海相化石。(2)我國著名古生物學家馬廷英教授從化石紀 錄中各地質時代珊瑚的分布，進而重建不 同時期赤道的位置，提供了大陸漂移的堅 實證據。,現代珊瑚礁及泥盆紀珊瑚化石分布圖,見下頁,資料來源：Osborne R&Tarling D.(1996)The History Atlas of the Earth,P135,Henry and Holt and Co.,Inc.,New York,珊瑚礁和珊瑚結構圖,資料來源：馬廷英先生九十誕辰紀念地質研討會，會程及論文摘要,標準化石,用以作為地層分層、時代劃分的化石稱做標準化石。標準化石具備以下特性：(1)演化速度快。(2)生存期限短。(3)個體數量多。(4)分布範圍廣。(5)特徵明顯，容易在野外鑑定。,見圖示,利用不同的三葉蟲當作標準化石,資料來源：修改自Benton M.and Harper D.(1997)Basic Palaeontology,P167,fig.8-10,Addison Wesley Longman Ltd.,Edingburg Gate,Harlow,Essex CM20 2JE,England,最早的化石紀錄,最古老的化石米勒生命起源模擬實驗,最古老的化石,地球形成後，大氣和海洋的演化過程使它逐漸變化成適合生命的環境。第一個生命究竟誕生於何時何地？以何種方式發生？這問題的答案已渺不可考，科學家能做的只是在實驗室中模擬初始生命誕生的理化狀況，以及在地層中尋覓最古老的化石。目前找到最古老明確的化石，是在澳洲35億年前的地層中所發現的一種無核原生細菌，同時發現一種類似於藍綠藻的疊層石。,最早的化石紀錄,見下頁,資料來源：Benton M.and Harper D.(1997)Basic Palaeontology,P67,fig.4-4,Addison Wesley Longman Ltd.,Edingburg Gate,Harlow,Essex CM20 2JE,England。,澳洲鯊魚灣現生疊層石,見下頁,資料來源：Reed Wicander&James S.Monroe(1993)Historial Geology-Evolution of the Earth and Life Through Time,7Ed,P252,West Publishing Company。,澳洲找到的35億年前疊層石,資料來源：黃也白主編(民76)地球大紀行2，P33，華園出版有限公司。,米勒生命起源模擬實驗,海陸變遷與古氣候變遷,海陸變遷岩石循環南美洲安地斯山脈形成過程古氣候變遷冰期和間冰期上次間冰期和末次冰期鼎盛期,海陸變遷,地球外部的均夷作用和內部的地殼變動過程，造成了地殼的海陸變遷。(1)急流沖刷岩石，日以繼夜，風化侵蝕的力 量能將高山夷為平地。(2)板塊運動的擠壓，將昔日的海底隆起成為 高山。大陸漂移和海底擴張過程，逐漸形成今日的海陸分布。,大陸漂移：岡瓦那古陸解體,資料來源：Earth(1994)Eyewitness Science Series,P35,岩石循環,資料來源：Earth(1994)Eyewitness Science Series,P24,南美洲安地斯山脈形成過程,資料來源：Earth(1994)Eyewitness Science Series,P47,古氣候變遷,板塊構造運動不斷改變海陸分布和形貌，海流與大氣循環也因此受影響，各地氣候也就隨著時間有所不同（還有其他影響氣候變遷的因素）。古生物學家利用指相化石和一些古氣候的指標，判斷地球的古氣候。以過去六億年而言，近二百萬年來地球正處於一個罕見而寒冷的冰室氣候。,冰室氣候：六億年來冷暖氣候大循環,資料來源：修改自Van Andel T.H.(1994)New Views on an Old Planet:A History of Global Change.Cambridge University Press,Cambridge,439pp,冰期和間冰期,近兩百多萬年來，高緯度地帶的冰原有時擴大、有時退縮，造成冰期和間冰期的交互出現。冰期的結束通常來得很快，大量的冰化成水，流入海中而使海平面上升。冰期與間冰期大約每十萬年反覆一次，海面的升降約一百公尺。,見圖示,過去90萬年來的冰原體積消長,資料來源：魏國彥、許晃雄（民86）全球環境變遷導論，P10-8，教育部環境保護小組,見下頁,冰原面積比較,現今（間冰期）冰原覆蓋10.8%的陸地,二萬年前（上次冰期）冰原覆蓋的面積達陸地面積的32%,(綠色代表未被冰原覆蓋，白色代表被冰原覆蓋),資料來源：NASA,上次間冰期和末次冰期鼎盛期,約十二萬五千年前，地球比現今溫暖，海水面可能比現今還高5公尺。氣溫以起伏方式愈來愈冷，冰原日益擴張，距今約二萬年前達到最冷。臺灣也因相同的因素，經歷了多次海面升降及氣候冷暖的變化。,見圖示,過去16萬年全球平均溫度變化,資料來源：魏國彥(1997)臺灣古環境變遷：楔子。地球科學園地第三期，P9,大 滅 絕,大滅絕古生代末期（二疊紀）大滅絕中生代末期（白堊紀）大滅絕,大 滅 絕,如果在某個時代，數以百萬計的生物種類在短暫時間之內突然滅絕，就稱做大滅絕。(1)六億年來發生五次大滅絕，其中又以古生 代末期和中生代末期的大滅絕事件最引人 注目。(2)大滅絕的特徵是，比較進化的物種悉數滅 絕，而比較原始、易適應環境變化及分布 廣泛的物種才得以繼續生存。,近六億年來的生物消長,資料來源：Benton M.and Harper D.(1997)Basic Palaeontology,古生代末期（二疊紀）大滅絕,有史以來最大的滅絕事件。大多數的海洋生物消失殆盡，三葉蟲全數滅絕。大多數的研究者認為大規模的火山爆發，或是盤古大陸的形成改變海流與氣候所致。,見圖示,古生代末期大滅絕,資料來源：New York Times(1998)The Science Times Book of Fossils and Evolution,P74,The Lyons Press;Copyright:The New York Times,中生代末期（白堊紀）大滅絕,恐龍和菊石等生物滅絕。白堊紀大滅絕可能肇因於隕石撞擊。(1)隕石撞擊地球，造成數十倍隕石重的爆炸 落塵從地殼爆破上衝至大氣層中，遮蔽陽 光、光合作用暫時終止，因此食物鏈受到 破壞，並且因陽光大量減少，地表溫度明 顯下降，導致各種生物相繼滅絕。(2)此種論點的證據包括：在白堊紀與第三紀 的交界發現銥元素含量異常高量的黏土層、地層交界有煤灰的出現、地層中含有因高 壓而形成的斜矽石顆粒等。,中生代末期大滅絕的受害者和倖存者,資料來源：Smith D.(1981)The Cambridge Encyclopedia of Earth Sciences,P385,隕石撞擊地球模擬圖,資料來源：Reed Wicander&James S.Monroe(1993)Historical Geology-Evolution of the Earth and Life Through Time,7Ed,P466,West Publishing Company,白堊紀與第三紀交界地層銥元素含量異常,物質科學地球科學篇(上)總目錄,第一章地球的概觀第二章地球的物質與天然資源第三章地貌的演變第四章地殼變動第五章地球的歷史第六章地質圖與臺灣的地史,